中國信息通信研究院最新發(fā)布的《中國數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展白皮書(2020年)》顯示,2019年我國數(shù)字經(jīng)濟增加值規(guī)模達到35.8萬億元,占GDP比重達到36.2%。隨著大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新一代信息技術(shù)的創(chuàng)新突破,智能化新生產(chǎn)方式加快到來,平臺化產(chǎn)業(yè)新生態(tài)迅速崛起,數(shù)字經(jīng)濟作為一種高質(zhì)量發(fā)展的經(jīng)濟形態(tài)成為關(guān)注重點,而企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型也必然將數(shù)字經(jīng)濟推向快車道。
隨著工業(yè)4.0戰(zhàn)略的提出,對于當(dāng)今的制造行業(yè)而言,轉(zhuǎn)型成為一大關(guān)鍵點。從企業(yè)發(fā)展的角度來分析的話,只有不斷的融進新的發(fā)展技術(shù),才可以保障企業(yè)朝著更好的方向發(fā)展。數(shù)字化企業(yè)的愿景是為工廠帶來更多的連接,切實提高生產(chǎn)率和運營效率,要做到這一點需要從機器中提取更多的數(shù)據(jù),對這些數(shù)據(jù)進行分析從中獲取更多見解,進而提高生產(chǎn)率。這些數(shù)據(jù)需要傳送到可以使用的地方,并在儀器儀表和生產(chǎn)車間之間傳送。標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)面臨可能丟幀的問題,時序也無法保證,因此很難實現(xiàn)機器同步,特別是運動控制應(yīng)用。工業(yè)以太網(wǎng)在標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)之上添加了其他協(xié)議,以滿足工業(yè)4.0的性能要求。ADI 公司推出新的工業(yè)以太網(wǎng)品牌——ADI Chronous™,這是一系列領(lǐng)先的終端到企業(yè)工業(yè)以太網(wǎng)連接解決方案,專門為加速實現(xiàn)工業(yè)4.0而設(shè)計。
邁向工業(yè) 4.0 ,離不開工業(yè)以太網(wǎng)
工業(yè)4.0的優(yōu)勢就是能夠充分利用不斷增加的數(shù)據(jù)做出更好的決策。在整個自動化系統(tǒng)中,能否及時獲取和傳輸數(shù)據(jù)取決于連接網(wǎng)絡(luò)。為應(yīng)對日益增長的數(shù)據(jù)量,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及制造工藝流程和方法都必須不斷改進。智能、互聯(lián)的自動化環(huán)境需要數(shù)字連接系統(tǒng)、機器、機器人等,以創(chuàng)建和共享信息。這些機器采用的通信方式以及部署的工廠通信網(wǎng)絡(luò)是企業(yè)的核心,也是推動實現(xiàn)工業(yè)4.0的關(guān)鍵。
隨著工廠通信網(wǎng)絡(luò)從傳統(tǒng)現(xiàn)場總線轉(zhuǎn)向工業(yè)以太網(wǎng),設(shè)計和實現(xiàn)階段出現(xiàn)多種挑戰(zhàn)。開發(fā)能夠支持多種協(xié)議、面向未來、魯棒的可擴展工業(yè)以太網(wǎng)解決方案是一項耗時耗力的任務(wù)。工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)需要支持某些節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸,需要支持時間同步、支持網(wǎng)絡(luò)策略以確保允許運行網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)上傳輸數(shù)據(jù),還需要時鐘分配和時序同步,數(shù)據(jù)流量限制以及搶占等功能,因此,數(shù)據(jù)需要領(lǐng)先于網(wǎng)絡(luò)的其他部分。
工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品套件包括技術(shù)、解決方案、軟件和安全功能,這些產(chǎn)品旨在將現(xiàn)實世界連接到工廠網(wǎng)絡(luò),再連接到云。ADI利用50年為工廠提供工業(yè)連接和下一代工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的豐富經(jīng)驗,解決圍繞無縫連接和安全云端連接技術(shù)的重大挑戰(zhàn)。ADI Chronous涵蓋物理層器件、以太網(wǎng)交換機和平臺解決方案,可提供多協(xié)議支持,包括當(dāng)今可用的所有以工業(yè)太網(wǎng)協(xié)議,以及TSN(時間敏感網(wǎng)絡(luò))和未來的IEEE協(xié)議,并希望確?蛻裟軌蛑饾u將舊系統(tǒng)遷移到工業(yè)以太網(wǎng),通過遠(yuǎn)程I/O和軟件I/O解決方案等實現(xiàn)這種過渡。
物理層設(shè)備
ADI可靠的以太網(wǎng)物理層設(shè)備(PHY)以小封裝尺寸提供業(yè)界低功耗和低延遲技術(shù)。該技術(shù)支持10 Mbps、100 Mbps和1Gbps數(shù)據(jù)速率,非常適合嚴(yán)苛的環(huán)境,并針對EMC和魯棒性進行了廣泛的測試。額定溫度范圍為高達105℃的擴展工業(yè)溫度范圍,可為工業(yè)應(yīng)用提供高可靠性。
嵌入式以太網(wǎng)交換機
ADI嵌入式工業(yè)以太網(wǎng)交換機支持靈活的端口數(shù)、可選擇帶寬(10 Mbps、100 Mbps和1Gbps)和所有主要工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議,包括IEC/IEEE 60802工業(yè)場景支持的時間敏感網(wǎng)絡(luò)特性。它們支持與任何處理器類型的連接,并支持快速、方便地開發(fā)現(xiàn)場套件和自動化控制器。所有ADI多協(xié)議以太網(wǎng)交換機針對系統(tǒng)未來需求而設(shè)計,包括可與協(xié)議棧輕松集成的軟件驅(qū)動程序。ADI嵌入式工業(yè)以太網(wǎng)交換機的額定溫度范圍為高達105℃的擴展工業(yè)溫度范圍,可提供工業(yè)應(yīng)用所需的高可靠性。
平臺解決方案
ADI平臺解決方案是針對工業(yè)網(wǎng)絡(luò)接口、經(jīng)過全面測試的完整預(yù)認(rèn)證模塊和嵌入式參考設(shè)計。它們可以無縫處理任何應(yīng)用中的工業(yè)協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)流量。提供網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧,并且單一硬件設(shè)計支持主要工業(yè)協(xié)議,包括IEC/IEEE60802工業(yè)場景支持的時間敏感網(wǎng)絡(luò)特性。這些解決方案是加快產(chǎn)品上市的理想選擇,只需要很少的設(shè)計和集成工作。
為數(shù)字企業(yè)提供可信數(shù)據(jù)
ADI Chronous解決方案經(jīng)過設(shè)計和驗證,可以在惡劣的工業(yè)環(huán)境下穩(wěn)健運行,并在系統(tǒng)內(nèi)的每個節(jié)點提供有效的安全性。ADI對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的理解,以及有關(guān)在整個操作過程中如何收集、處理和使用數(shù)據(jù)的應(yīng)用知識,都有助于提供ADI Chronous產(chǎn)品中的安全性和魯棒性特點。這些特點使ADI Chronous以太網(wǎng)解決方案平臺非常適合新數(shù)字企業(yè),該平臺可使企業(yè)可利用其現(xiàn)有連接解決方案,不僅支持而且還可以遷移到更高速率、更高帶寬的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)您在工廠中添加更多傳感器、連接更多機器時,在需要遠(yuǎn)距離傳輸數(shù)據(jù)的過程自動化領(lǐng)域,以及根據(jù)需要在邊緣引入以太網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)時,此方案都非常有用,它真正支持?jǐn)?shù)字工廠和工業(yè)4.0,性能穩(wěn)定可靠并且可以擴展。
總結(jié)
時間在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中真的很重要,特別實在使用這種運動控制機器或機器人,關(guān)注機器本身時,時間的精度和時間抖動損失會直接影響生產(chǎn)過程的質(zhì)量和生產(chǎn)率,因此實現(xiàn)準(zhǔn)確的時序是TSN工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的一部分。ADI Chronous解決方案旨在滿足時間敏感網(wǎng)絡(luò)和確定性以太網(wǎng)的需求,解決了棘手的互操作性問題,實現(xiàn)最佳的關(guān)鍵確定性性能,加速企業(yè)向工業(yè)4.0過渡。ADIN1300是一款具有行業(yè)領(lǐng)先功耗和延遲特性的低功耗、單端口以太網(wǎng)收發(fā)器,是ADI公司專為工業(yè)以太網(wǎng)解決方案Chronous而開發(fā)的最新技術(shù),致力于解決部署具有低延遲和較小封裝尺寸的工業(yè)以太網(wǎng)連接方面的重要挑戰(zhàn),以確保實時可靠的工業(yè)通信,從而縮短工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)周期時間。